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ESD
閱讀�35323時間�2010-12-30 10:04:33

  ESD即Electro-Static Discharge,譯為靜電釋�。ESD�20世紀中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生和衰減、靜電放電模�、靜電放電效應和電磁效應(�電磁干擾)等的科學。近年來隨著科學技�(shù)的飛速發(fā)�,微電子技�(shù)的廣泛應用及�磁環(huán)境越來越復雜,對靜電放電的�磁場效應如電磁干�(EMI)�電磁兼容�(EMC)問題越來越重視�

定義

  靜電放電:具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷�(zhuǎn)移(GB/T4365-1995)�

  ESD會導致電子設(shè)備嚴重地損壞或操作失�。半導體專家以及�(shè)備的用戶都在想辦法抑制ESD? 靜電就是靜止的電荷。靜電的�(chǎn)生是由于電子在外力的作用�,從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或者是受外界磁場的影響而產(chǎn)生的極化�(xiàn)�? 一種電能,是正電荷和負電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)��

  物體表面�?;虿蛔愕撵o止電��

  留存于物體表靀�

  通過電子或離子的�(zhuǎn)移而形��

靜電�(chǎn)生的原理

  摩擦、碰�、剝雀流動帶�、噴出帶電、攪拌帶電如滾輪移動、人員走動、油罐車泄油�、噴嘴噴出之溶劑、攪拌機靜電是由于處于不同帶電序列位置的物體之間接觸分離,使物體上正負電荷失去平衡而發(fā)生的�(xiàn)象�

  兩種介電系數(shù)不同的物�(zhì)磨擦�,正負極性的電荷分別積累在兩個物體上而形成:當兩個物體接觸時,其中一個趨于從另一個吸引電�,因而二者會形成不同的充電電��

  摩擦起電是一個機械過程,依靠相對表面移動傳送電�。傳送的電量取決于接觸的次數(shù)、表面粗糙度、濕度、接觸壓�、摩擦物�(zhì)的摩擦特性以及相對運動速度�

  兩個帶上電荷的物體也就成了靜電源。就人體而言,衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一�

  靜電源跟其它物體接觸時,依據(jù)電荷中和的原�,存在著電荷流動,傳送足夠的電量以抵消電�。這個高速電量的傳送過程中,將�(chǎn)生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場,嚴重時將其中物體擊毀。這就是靜電放電�

  靜電感應帶電:CRT顯示器電容改變壓電效應電磁輻射感應靜電只存在于物體表�,而非物體�(nèi)�,絕緣體中的電荷只保持在�(chǎn)生靜電的那些區(qū)域,而不會出�(xiàn)在整個表�。因而絕緣體接地后不會失去這些電荷。與絕緣體相�,充電導體接地后便會失去自身電荷�

  如果將導體瞬間接地(例如,該物體被站立在地上的人觸摸�,那么遠離帶電體表面的電荷就會釋�,則導體將帶正電��

靜電的危�

  �(huán)境安�

  危險場合的爆炸起火等

  對精密設(shè)備的工作要求

  �(chǎn)品性能及可靠�

  抗干擾能力,影響�(chǎn)品銷�

  �(chǎn)品的潛在損傷

  隨著高科技的發(fā)�,靜電所造成的后果已突破了安全問題的界限�

  靜電放電造成的危害是在電�、通信、航空以及一切應用現(xiàn)代電子設(shè)備、儀器的場合下導致設(shè)備運�(zhuǎn)故障、信號丟�、誤碼的直接原因之一�

  靜電放電電流有可能被直接耦合到電子設(shè)備的�(shù)�(jù)�,信號線,控制線等的總線�。在這種情況�,集成電路和特殊用途的集成電路就受到靜電放電的影響�

  �1970年以�,很多靜電問題都是由于人們沒有ESD意識而造成的,即使�(xiàn)在也有很多人懷疑ESD會對電子�(chǎn)品造成破壞。這是因為大多�(shù)ESD損害�(fā)生在人的感覺以下,因為人體對靜電放電的感知電壓為3KV,而很多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時就會損�,通常電子器件被ESD損壞后沒有明顯的界限,把元件安裝在PCB上以后再檢測,結(jié)果出�(xiàn)很多問題,分析也相當困難�

  特別是潛在的損壞,即使使用精密儀器也很難測量出其性能有明顯的變化,所以很多電子工程師和設(shè)計人員都懷疑ESD,但近年試驗證明,這種潛在損壞在一定時限以�,電子產(chǎn)品的可靠性明顯下降�

對產(chǎn)品的危害

  靜電的基本物理特性為:吸引或排斥,與大地有電位差,會�(chǎn)生放電電��

  靜電吸附灰塵,降低元件絕緣電阻(縮短壽命��

  靜電放電破壞,使元件受損不能工作(完全破壞)�

  靜電放電電場或電流產(chǎn)生熱,使元件受傷(潛在損傷)�

  靜電放電�(chǎn)生的電磁場幅度很大(達幾百伏/米)頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆),對電子�(chǎn)品造成干擾甚至損壞(電磁干擾)ESD引起的器件擊�,是電子工業(yè)最普遍,最嚴重的靜電危��

  靜電對電子產(chǎn)品損害的特點隱蔽性:人體不能直接感知靜電,除非發(fā)生靜電放�。人體也不一定能有電擊的感覺,這是因為人體感知的靜電放電電壓為2~3KV,所以靜電具有隱蔽性�

  潛在性:有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下�,但多次積累放電會給器件造成�(nèi)傷而形成隱�。因此靜電對器件的損傷具有潛在��

  隨機性:電子元件什么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么�,從一個元件產(chǎn)生以�,一直到它損壞以前,所有的過程都受到靜電的威脅,而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機性,其損壞也具有隨機��

  復雜性:靜電放電損傷的實效分析工�,因電子�(chǎn)品的�,細,微小的�(jié)�(gòu)特點而費�,費事,要求較高的技�(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀��

實驗介紹

  直接通過能量交換引起半導體器件的損壞�

  放電所引起的電場與磁場變化,造成�(shè)備的誤動作�

  對不同試驗結(jié)�,可以根�(jù)該產(chǎn)品的工作條件和功能規(guī)范按以下�(nèi)容分 類:

  A:技�(shù)要求范圍�(nèi)的性能正常� B:功能暫時降低或喪失,但可自行恢復性能� C:功能暫時降低或喪失,要求操作人員干預或系統(tǒng)復位� D:由于設(shè)備(元件)或軟件的損壞或�(shù)�(jù)的喪�,而造成不可恢復的功能降低或喪失�

  符合A的產(chǎn)�,試驗結(jié)果判合格。這意味著�(chǎn)品在整個試驗過程中功能正常,性能指標符合技�(shù)要求�

  符合B的產(chǎn)�,試驗結(jié)果應視其�(chǎn)品標�、產(chǎn)品使用說明書或者試驗大綱的�(guī)�,當認為某些影響不重要時,可以判為合��

  符合C的產(chǎn)�,試驗結(jié)果除了特殊情況并且不會造成危害以外,多�(shù)判為不合��

  符合D的產(chǎn)品判別為不合格�

  符合B和C的產(chǎn)品試驗報告中應寫明B類或C類評判依�(jù)。符合B類應記錄其喪失功能的時間�

防護的主要目�

  一、增加生�(chǎn)量(IncreasedYields�

  �、節(jié)省成本(Cost Saving�

  三、產(chǎn)品可靠性較佳(BetterProduct Reliability�

  �、產(chǎn)品壽命較長(ExtendedUsage Life)

方法介紹

  四大原則

  1 �(huán)境控�

  2 人員控制

  3 包裝材料控制

  4 人員訓練

  基本方法

  1.接地 接地就是將靜電通過一條線的連接放入大地,這是防靜電措施中最直接最有效��

  導體常用的接地方法有:帶防靜電手腕及工作表面接地��

  2.靜電屏蔽 靜電敏感元件在儲存或運輸過程中會暴露于有靜電的區(qū)域中,用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對電子元件的影響。最通常的方法是用靜電屏蔽袋作為保護�

  3.離子中和 絕緣體往往是易�(chǎn)生靜電的,對絕緣體靜電的消除,用接地方法是無效的,通常采用的方法是離子中和� 即在工作�(huán)境中使用離子風機,離子氣��

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